Akku-Laufzeit-Rechner

Willkommen beim Akku-Laufzeit-Rechner, einem leistungsstarken Tool zur Schätzung der Dauer, für die ein Akku Ihr Gerät mit Strom versorgen kann. Egal, ob Sie ein IoT-Projekt entwerfen, die Akkuleistung eines Telefons bewerten, tragbare Elektronik planen oder eine Powerbank für Ihre Reise dimensionieren – dieser Rechner liefert genaue Laufzeitschätzungen mit detaillierten Aufschlüsselungen.

Wie die Berechnung der Akkulaufzeit funktioniert

Die grundlegende Formel zur Berechnung der Akkulaufzeit ist einfach:

Wenn Sie beispielsweise einen 3000-mAh-Akku haben und Ihr Gerät 150 mA Strom zieht, beträgt die theoretische Laufzeit:

Die tatsächliche Akkuleistung wird jedoch von mehreren Faktoren beeinflusst, weshalb unser Rechner eine Anpassung des Wirkungsgrades enthält.

Akkukapazitätseinheiten verstehen

mAh (Milliamperestunden)

Die gebräuchlichste Einheit für kleine Akkus. Sie gibt an, wie viel Strom ein Akku eine Stunde lang liefern kann. Ein 3000-mAh-Akku kann theoretisch 3000 mA für 1 Stunde oder 300 mA für 10 Stunden liefern.

Ah (Amperestunden)

Wird für größere Batterien wie Autobatterien oder große Powerbanks verwendet. 1 Ah = 1000 mAh. Eine 100-Ah-Autobatterie entspricht 100.000 mAh.

Wh (Wattstunden)

Misst die Energiekapazität anstelle der Ladungskapazität. Wird häufig für Laptop-Akkus und Powerstations verwendet. Zur Umrechnung: Wh = mAh × V ÷ 1000. Für einen 3,7-V-Lithium-Akku: 3000 mAh × 3,7 V ÷ 1000 = 11,1 Wh.

Verbrauchseinheiten verstehen

mA (Milliampere)

Stromaufnahme in Milliampere. Die meisten kleinen Elektronikgeräte geben den Verbrauch auf diese Weise an. Smartphones verbrauchen je nach Aktivität typischerweise 100-400 mA.

A (Ampere)

Wird für Geräte mit höherer Leistung verwendet. 1 A = 1000 mA. Ein Laptop könnte bei voller Last 2-4 A verbrauchen.

W (Watt)

Leistungsaufnahme. Üblich für Laptops und Haushaltsgeräte. Zur Umrechnung in Stromstärke: A = W ÷ V. Ein 45-W-Laptop-Ladegerät bei 19 V zieht etwa 2,4 A.

Warum der Wirkungsgrad wichtig ist

Reale Akkus liefern aufgrund folgender Faktoren niemals 100 % ihrer Nennkapazität:

• Innenwiderstand: Verursacht Energieverlust als Wärme während der Entladung
• Spannungsregelung: DC-DC-Wandler in Geräten verschwenden etwas Energie
• Temperatureffekte: Kalte Temperaturen verringern die Kapazität erheblich
• Alter des Akkus: Die Kapazität nimmt mit den Ladezyklen ab
• Entladerate: Hohe Stromaufnahme reduziert die effektive Kapazität (Peukert-Gleichung)

Typische Wirkungsgradbereiche:

• 95-100%: Neuer Li-Ionen-Akku, niedrige Entladerate, Raumtemperatur
• 85-90%: Durchschnittliche Bedingungen für die meisten Anwendungen
• 75-80%: Hohe Entladerate, älterer Akku oder kalte Umgebung

Stromverbrauch gängiger Geräte

Tipps zur Maximierung der Akkulaufzeit

Für mobile Geräte

• Bildschirmhelligkeit reduzieren – Bildschirme verbrauchen 30-50 % des Akkus
• Dunkelmodus auf OLED-Bildschirmen verwenden – schwarze Pixel verbrauchen keinen Strom
• Nicht genutzte Funkmodule deaktivieren (WLAN, Bluetooth, GPS bei Nichtgebrauch)
• Energiesparmodi für nicht kritische Nutzung aktivieren
• Akku für Langlebigkeit zwischen 20-80 % halten

Für DIY/IoT-Projekte

• Schlafmodi aggressiv nutzen – nur bei Bedarf aufwachen
• Verwenden Sie bei großen Spannungsabfällen einen Schaltregler und bei kleinen Spannungsabfällen einen LDO mit niedrigem Ruhestrom
• Aufwachfrequenz für Sensormessungen minimieren
• Niedrigere Taktraten verwenden, wenn möglich
• Solaraufladung für Außeneinsätze in Betracht ziehen

Häufig gestellte Fragen

Wie berechne ich die Akkulaufzeit?

Die Akkulaufzeit wird berechnet, indem man die Akkukapazität (in mAh) durch den Geräteverbrauch (in mA) teilt. Die Formel lautet: Laufzeit (Stunden) = Akkukapazität (mAh) ÷ Geräteverbrauch (mA). Zum Beispiel hält ein 3000-mAh-Akku bei einem Gerät, das 150 mA verbraucht, etwa 20 Stunden. Die tatsächlichen Ergebnisse variieren aufgrund von Effizienzverlusten und schwankendem Stromverbrauch.

Wie schätze ich die Akkulaufzeit für ein Gerät, das die meiste Zeit im Ruhemodus ist?

Ermitteln Sie den durchschnittlichen Stromverbrauch: (Strom im aktiven Zustand × aktive Zeit + Ruhestrom × Ruhezeit) ÷ Dauer eines Zyklus, und teilen Sie dann die nutzbare Kapazität dadurch. Ein Sensor, der alle 10 Minuten für 2 Sekunden 8 mA und im Ruhezustand 15 µA verbraucht, benötigt durchschnittlich etwa 42 µA – eine 225-mAh-CR2032-Knopfzelle hält bei 90 % Effizienz somit etwa sechseinhalb Monate. Tragen Sie die Werte in die Felder für den Ruhemodus ein: Der Rechner übernimmt dies, addiert die Selbstentladung und vergleicht gängige Batterien.

Was ist der Unterschied zwischen mAh und Wh?

mAh (Milliamperestunden) misst die elektrische Ladungskapazität, während Wh (Wattstunden) die Energiekapazität misst. Um dazwischen umzurechnen, benötigen Sie die Spannung: Wh = mAh × V ÷ 1000. Ein 3000-mAh-Akku bei 3,7 V entspricht zum Beispiel 11,1 Wh. Wh wird oft für größere Akkus wie bei Laptops verwendet, während mAh bei Telefonen und kleinen Geräten üblich ist.

Warum sollte ich den Wirkungsgrad berücksichtigen?

Der Wirkungsgrad des Akkus berücksichtigt reale Energieverluste während der Entladung. Zu den Faktoren gehören der Innenwiderstand, Hitzeentwicklung, Spannungsreglerschaltungen und das Alter des Akkus. Ein typischer Lithium-Ionen-Akku arbeitet mit einem Wirkungsgrad von 85-95 %. Die Verwendung eines Wirkungsgrades liefert realistischere Laufzeitschätzungen im Vergleich zur idealen Berechnung.

Wie finde ich den Stromverbrauch meines Geräts heraus?

Der Stromverbrauch des Geräts variiert je nach Aktivität. Überprüfen Sie die technischen Daten Ihres Geräts, verwenden Sie ein USB-Messgerät oder beziehen Sie sich auf typische Werte: Smartphones verbrauchen typischerweise 100-400 mA aktiv und 5-15 mA im Standby; Laptops verbrauchen 15-60 W; LED-Taschenlampen verbrauchen 100-1000 mA; Arduino-Boards verbrauchen 20-50 mA. Gaming und hohe Helligkeit erhöhen den Verbrauch erheblich.

Warum weicht meine tatsächliche Akkulaufzeit von der Berechnung ab?

Mehrere Faktoren verursachen Unterschiede in der Praxis: schwankender Stromverbrauch während der Nutzung (nicht konstant), Temperatureffekte, Alter und Zustand des Akkus, Hintergrundprozesse und der Peukert-Effekt (hohe Entladeraten reduzieren die effektive Kapazität). Die Berechnung liefert eine Schätzung basierend auf dem Durchschnittsverbrauch.

Wie lange kann eine Powerbank mit 10.000 mAh ein Gerät mit 5 W betreiben?

Eine grobe Schätzung ergibt etwa 6,3 Stunden, wenn die Kapazität von 10.000 mAh bei 3,7 V angegeben ist und der Umwandlungswirkungsgrad 85 % beträgt. Das entspricht 37 Wh gespeicherter Energie beziehungsweise nach Berücksichtigung des Wirkungsgrads etwa 31,5 Wh. Geteilt durch eine Last von 5 W ergibt das 6,3 Stunden. Die tatsächliche Laufzeit hängt von der nutzbaren Kapazität der Powerbank, der Umwandlung der Ausgangsspannung und dem wechselnden Stromverbrauch des Geräts ab.

Warum kann ich zwei Akkus nicht allein anhand ihrer mAh-Angabe vergleichen?

mAh misst die Ladungsmenge, nicht die Gesamtenergie. Dafür ist auch die Akkuspannung wichtig. Rechnen Sie die Kapazität mit Wh = mAh × Volt ÷ 1.000 in Wattstunden um. 5.000 mAh bei 3,7 V entsprechen beispielsweise 18,5 Wh, während 5.000 mAh bei 12 V 60 Wh entsprechen. Trotz gleicher mAh-Angabe speichert der Akku mit der höheren Spannung mehr Energie. Berücksichtigen Sie bei der Schätzung der Gerätelaufzeit auch Umwandlungsverluste.

Wie schätze ich die Laufzeit eines Sensors, der die meiste Zeit im Ruhemodus ist?

Verwenden Sie den Stromverbrauch im aktiven Zustand und im Ruhemodus, die Dauer des aktiven Zustands und das Aufwachintervall, um den durchschnittlichen Stromverbrauch zu berechnen. Ein Sensor, der alle 60 Sekunden 1 Sekunde lang 20 mA aufnimmt und im Ruhemodus 0,1 mA, hat zum Beispiel einen Durchschnittsverbrauch von etwa 0,43 mA. Die Rechnung lautet 20 × 1/60 plus 0,1 × 59/60. Die Ruhemodus-Eingaben des Rechners sind für solche Betriebszyklen vorgesehen. Die tatsächliche Laufzeit kann dennoch durch Akkuverluste und andere Aktivität abweichen.

Zusätzliche Ressourcen

• Peukert-Gleichung - Wikipedia
• Battery University - Umfassender Akku-Leitfaden